Розробка блока з генератором одиночних імпульсів, двійково-десятковим лічильником і вузлом індикації на цифробуквених індикаторах (ЦБІ) з індикацією на сегментних ЦБІ на світловипромінюючих діодах

 

КРС – комп'ютерні репросистеми;

ИС– інтегральная схема;

ТТЛ– цифрові мікторхеми транзисторно-транзисторна логіка;

ТТЛШ– цифрові мікторхеми транзисторно-транзисторна логіка зі структурами Шотки;

ГОІ – генератор одиночних імпульсів;

ВЛІ – вузол лічильника імпульсів;

ВІНД – вузол індикації;

ЦБІ – цифро-буквений індикатор;

ДШ – дешифратор;

СВД – світло-випромінюючий діод;

ЛОІ – лічильник одиниць імпульсів (на основі двійково-десяткового лічильника СТ 2/10);

ЛДІ – лічильник десятих імпульсів (на основі двійково-десяткового лічильника СТ 2/10);

ЛCІ – лічильник сотих імпульсів (на основі двійково-десяткового лічильника СТ 2/10);

ЛТІ – лічильник тисячних імпульсів (на основі двійково-десяткового лічильника СТ 2/10);

 

 

Основним об'єктом вивчення для цієї дисципліни є схеми периферійних пристроїв КРС та їх вузлів (дисплеїв, сканерів, принтерів). Схемотехніка – це науково-технічний напрям, що охоплює проблеми аналізу і синтезу схем електронних пристроїв автоматики, обчислювальної техніки, радіотехніки, зв'язку з метою забезпечення виконання ними заданих функцій.

Схемотехніка займається також розрахунком параметрів та вибором елементів, з яких складаються схеми. Сучасний етап розвитку науково-технічного прогресу характеризується широким використанням електроніки у всіх сферах життєдіяльності людини. Прискорення науково-технічного прогресу у всіх областях вимагає інтенсивного розвитку таких напрямів науки і техніки як автоматизація, роботизація, мікроелектроніка, обчислювальна техніка, освоєння нових технологій і нових матеріалів.

Метою цієї курсової роботи є розробка блока з генератором одиночних імпульсів, двійково-десятковим лічильником і вузлом індикації на цифробуквених індикаторах (ЦБІ) з індикацією на сегментних ЦБІ на світловипромінюючих діодах. Світловипромінюючим діодом (СВД) називається напівпровідниковий діод, призначений для перетворення енергії електричного струму в енергію некогерентного світлового випромінювання. Цифробуквенні індикатори (ЦБІ) на основі СВД являють собою інтегральні схеми з діодних структур у вигляді сегментів та необхідних електричних з'єднань з виводами схем.

 

 

При проектуванні двійково-десяткового лічильника одиночних імпульсів нам необхідно мати генератор одиночних імпульсів, який буде подавати сигнал на лічильник, а той в свою чергу підраховуватиме їх кількість. Ще нам потрібно мати дві кнопки, першу для перемикання контактів, а другу для обнуління вузла лічильника. За варіантом завдання лічильник має чотири десяткових розряди. Тобто для виконання необхідних операцій, в цифровому блоці повинні знаходитись чотири двійково-десяткових лічильника.

Лічильники мають більш високий, ніж регістри, рівень складності цифрових мікросхем, що мають внутрішню пам'ять. Хоча в основі будь-якого лічильника лежать ті ж самі тригери, які утворюють і регістри, але в лічильниках тригери сполучені складнішими зв'язками, внаслідок чого їх функції – складніші, і на їх основі можна будувати складніші пристрої, ніж на регістрах. Внутрішня пам'ять лічильників – оперативна, тобто її вміст зберігається тільки до тих пір, поки включено живлення схеми. З виключенням живлення пам'ять стирається, а при новому включенні живлення схеми вміст пам'яті буде довільним, випадковим, залежним тільки від конкретної мікросхеми, тобто вихідні сигнали лічильників будуть довільними.

Спрощена структурна схема блока двійково-десяткового лічильника одиночних імпульсів показана на Рис.1. Мій двійково-десятковий лічильник одиночних імпульсів складається з трьох основних вузлів:

ГОІ – генератор одиночних імпульсів;

ВЛІ – вузол лічильника імпульсів;

ВІНД – вузол індикації.

 

Рис.1 Структурна схема блока двійково-десяткового лічильника одиночних імпульсів.

 

Скорочення до схеми:

ЦБІ – цифро-буквений індикатор;

ДШ – дешифратор;

СВД – світло-випромінюючий діод;

ЛОІ – лічильник одиниць імпульсів (на основі двійково-десяткового лічильника СТ 2/10);

ЛДІ – лічильник десятих імпульсів (на основі двійково-десяткового лічильника СТ 2/10);

ЛCІ – лічильник сотих імпульсів (на основі двійково-десяткового лічильника СТ 2/10);

ЛТІ – лічильник тисячних імпульсів (на основі двійково-десяткового лічильника СТ 2/10);

ВІНД – вузол індикації на СВД;

ВЛІ – вузол лічильника імпульсів;

Кн. 1 – кнопка з контактами, які мають перемикальні властивості;

Кн. 2 – кнопка для установки ВЛІ в нульове положення.

Принцип роботи:

Початок роботи двійково-десяткового лічильника одиничних імпульсів відбувається після натиснення кнопки КН2, що установлює всі тригери лічильників у нульовий стан. При кожному натисканні на кнопку КН1 генератор ГОІ виробляє одиничний імпульс, що надходить на ВЛІ. Послідовно з'єднані лічильники ЛОІ, ЛДІ, ЛСІ, ЛТІ підраховують кількість одиничних імпульсів, які надходять на їхні входи. ВІНД забезпечує індикацію поточного коду вузла ВЛІ на цифробуквених семисегментних індикаторах на СВД.

 

 

 

Генератор одиничних імпульсів з ручним керуванням іноді називають схемою ліквідації дріботіння контактів. При з'єднанні електричних контактних перемикачів (кнопок) зі швидкодіючими логічними схемами існує проблема дріботіння контактів. У процесі замикання електричного контакту приблизно протягом 1 мс після початку замикання контакт установлюється й розривається від 10 до 100 разів. Якщо через такий контакт подавати логічний сигнал безпосередньо на вхід логічного елемента, то на виході його з'явиться подібне дріботіння з довільним числом зміни рівнів вихідного сигналу. Проста схема ліквідації дріботіння контактів може бути побудована на основі асинхронного RS-тригера.

Для проектування лічильника будемо використовувати мікросхему типу ТР2, в яку входять чотири асинхронні RS-тригери. Для вибору кращої з них використаємо загальний критерій